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磁控溅射镀膜机的工作原理是什么?


与蒸发涂层相比,直流三极管溅射有两个缺点:一是溅射沉积率低,二是溅射所需气体工作压力高。这两个缺点的综合作用导致了气体分子污染膜。因此,磁控溅射镀膜机作为一种沉积率高、工作压力低的新技术,在薄膜制备过程中起着积极的作用。让我们首先介绍静态电磁场中电子气体的运动。

均匀磁场为B,当电场为零时,电子不受磁场的影响,而是沿磁线旋转。B和时。E为均匀场和EB当电子平行时,节距逐渐增加,以加速。当电场重量垂直于B时,电子沿B边缘移动B*e向运动方向漂移和旋转。B和时。E垂直均匀时,静态位置移动的电子轨迹为摆线,摆线形成半径R。事实上,从阴极目标发射的电子大约有五种ev对于初始能量,阴极黑暗区域的电场不是很均匀,所以电子轨迹不是严格的摆线。简而言之,对于平面阴极,从电子运动到转折点的距离是D,这可以通过公式来确定。

现在我们来谈谈磁控溅射镀膜机的工作原理。初始电子气体中的少量真空室E。在电场E的作用下,它与氩原子发生碰撞,并与氩原子发生碰撞。如果电子有足够的能量,它可以电离正离子和初级电子。初级电子飞向衬底。在电场E的作用下,正离子加速飞向,轰击阴极目标和溅射目标表面。其基本原理是中性目标原子飞向衬底,沉积在衬底表面形成薄膜。

目标溅射的二次电子称为二次电子。在飞向基板的过程中,由于洛伦兹力的影响,它们以摆线和螺旋线的形式在目标表面周围移动。二次电子的运动路径不仅很长,而且受到目标表面附近等离子体区域电磁场的限制。该区域大量电离正离子轰击阴极目标,有效提高了目标在衬底上的沉积速度。随着碰撞次数的增加,二次电子的能量减少。当能量耗尽时,它沉积在电场E的底部。此时,底部吸收的电子能量非常低,因此底部的温升非常低。磁轴上的电场与磁场平行,二次电子可以直接飞到底部,但这里的粒子密度较低,对温升影响不大。因此,磁控溅射涂层技术具有沉积率高、底部温度高的优点。

综上所述,磁控溅射镀膜机的基本原理是利用磁场改变电子的运动方向,限制和扩大电子的运动轨迹,提高电子对工作气体的电离概率,有效利用电子能量。因此,与直流溅射相比,磁控溅射涂层中正交电磁场的约束是两者之间的根本区别。由于这种影响,它具有低温、高速的特点。